《塑料配混技术》 项目4填充母料制备 单元4-10纳米无机物/塑料复合材料 GUANGDONO 广东轻工职业技术学院高分子教研室
项目4 填充母料制备 单元4-10 纳米无机物/塑料复合材料 《塑料配混技术》 广东轻工职业技术学院高分子教研室
TC废东鞋工状堂拉术学院 单元4-9纳米无机物/塑料复合材料 一、聚合物/无机纳米复合材料的分类 1、聚合物/层状纳米无机物复合材料 ·硅藻土、黏土、蒙脱土、云母、层状金属盐以片 状晶体构成，晶片厚度1nm,片层间距约1nm, 长约100nm 2、聚合物刚性纳米无机粒子复合材料： ·可增韧、增强
一、聚合物/无机纳米复合材料的分类 1、聚合物/层状纳米无机物复合材料 • 硅藻土、黏土、蒙脱土、云母、层状金属盐以片 状晶体构成，晶片厚度1nm，片层间距约1nm， 长约100nm 2、聚合物/刚性纳米无机粒子复合材料： • 可增韧、增强 单元4-9 纳米无机物/塑料复合材料
GDTC之底东鞋工状幸拉术常悦 3、聚合物/碳纳米管复合材料： 碳纳米管： 可看成由石墨片层绕中心 轴按一定的螺旋度卷曲而成的 管获物，碳纳来管中每个碳原 子和相邻的3个碳原子相连， 形成六角形网格结构： ①单壁碳纳米管直径在零 亮补被黍抗纳籴，长度哥送 ②多壁碳纳米管直径在几 纳米到几十纳米，长度可达几 毫米，层与层之间保持固定的 间距。 长径比高，柔曲性好，且极短，不 易折断，力学性能、电性能突出
3、聚合物/碳纳米管复合材料： • 碳纳米管： 可看成由石墨片层绕中心 轴按一定的螺旋度卷曲而成的 管状物,碳纳米管中每个碳原 子和相邻的3个碳原子相连， 形成六角形网格结构： ①单壁碳纳米管直径在零 点几纳米到几纳米，长度可达 几十微米； ②多壁碳纳米管直径在几 纳米到几十纳米，长度可达几 毫米，层与层之间保持固定的 间距。 长径比高，柔曲性好，且极短，不 易折断，力学性能、电性能突出
GD T之底东鞋工获常拉术常院 4、聚合物1金属（金属氧化物）纳米复合材料 ·具有常规材料没有的特性 另外，按聚合物/无机纳米相的作用，纳米无机物/塑 料复合物也可分为： 共价型 配位型 离子型 亲和型
4、聚合物/金属（金属氧化物）纳米复合材料 • 具有常规材料没有的特性 另外，按聚合物/无机纳米相的作用，纳米无机物/塑 料复合物也可分为： 共价型 配位型 离子型 亲和型
TC废东鞋工状堂拉术学院 二、无机纳米复合材料的制备 依据聚合物的化学结构与带断键残键的纳米粒子的表 面电荷，进行复合设计，在二者之间形成匹配的界面 相互作用。 ·性质：与组分性质、相形态及界面相互作用相关 ● 关键：聚合物基体与无机纳米相之间在纳米尺度上的 复合 1、溶胶一凝胶法： ● 前驱物溶解、水解，生成纳米粒子形成溶胶， 蒸发干 燥形成凝胶 高分子环境下进行，或与聚合同时进行 混合均匀，材料纯度 收缩易脆裂；前驱物贵、毒： 高，有机相与无机 局限于SiO2TO2: 相多种结合方式， 无合适共溶剂，难制备PS 纯度高，高度透明 PE、PP等复合材料
二、无机纳米复合材料的制备 • 依据聚合物的化学结构与带断键残键的纳米粒子的表 面电荷，进行复合设计，在二者之间形成匹配的界面 相互作用。 • 性质：与组分性质、相形态及界面相互作用相关 • 关键：聚合物基体与无机纳米相之间在纳米尺度上的 复合 1、溶胶－凝胶法： • 前驱物溶解、水解，生成纳米粒子形成溶胶，蒸发干 燥形成凝胶 • 高分子环境下进行，或与聚合同时进行 混合均匀，材料纯度 高，有机相与无机 相多种结合方式， 纯度高，高度透明 收缩易脆裂；前驱物贵、毒； 局限于SiO2TiO2 ； 无合适共溶剂，难制备PS、 PE、PP等复合材料
GDTC之底东鞋工状幸拉术常悦 2、原位聚合法： ·纳米颗粒在单体中均匀分散并就地聚合 3、插层法： ·在一定驱动力下，层状无机物发生层间剥 离，碎裂为纳米尺寸的结构微区，单体或 聚合物进入片层间。 经：插层聚合 聚合物插层 ·得： 嵌入型纳米复合材料 层离型纳米复合材料
2、原位聚合法： • 纳米颗粒在单体中均匀分散并就地聚合 3、插层法： • 在一定驱动力下，层状无机物发生层间剥 离，碎裂为纳米尺寸的结构微区，单体或 聚合物进入片层间。 • 经：插层聚合 聚合物插层 • 得：嵌入型纳米复合材料 层离型纳米复合材料
GDTC之痿东鞋工就莹技来等悦 (1)层状硅酸盐的结构特征： ·由Si-O四面体晶片和A-O八面体晶片构成 (a)单个硅氧四面体 ○氧◆硅 b)硅氧四面体品片〈俯视图) (C)硅黛四面体品片（立体图） 硅氧四面体及硅氧四面体晶片示意图
（1）层状硅酸盐的结构特征： • 由Si-O四面体晶片和Al-O八面体晶片构成
GDTC之废东鞋工状堂拉术学优 (a)单个铝氧八面体 效空余位置⑦铅 )铝氧八面体晶片（俯视图》 回氢氧根⊙氢氧根 、. 61 (C)铝氧八面体晶片（立体图） 铝氧八面体及铝氧八面体晶片构造示意图
T二废东鞋工状常核术学院 层片间吸附Ca2+、K+、Na+等水合阳离子 xM+nH2O 60 01x 4S1或A) 01796 Q 40+20H o. 46(A],Mg,Fe) ⑥ 40+20H 4S1或A) 60 ● ● 氢氧 铝、镤、铁等硅金属离子 蒙脱石晶体构造示意图
层片间吸附Ca 2＋ 、 K＋ 、Na＋等水合阳离子
GD T之底东鞋工获常拉术常院 四面体片 VZ55339KK335558 八面体片 四面体片 西 变化的 c间更 单元层 晶体边缘 交换性阳离子 和吸附水 层面 三层型膨胀型黏土晶格示意图